Les pertes de charge

Introduction :

Que sont que les pertes de charge ? Les pertes de charge sont un problème récurrent de la mécanique des fluides surtout dans le domaine des transports de fluide. Physiquement, elles correspondent à une perte de pression dans une canalisation.

Dans qu’elles situation les rencontrent t-elles ? Il existe deux types de pertes de charge :

les pertes de charge dites régulières qui intervienne dans toutes les canalisations à cause de la présence de paroi. On note la perte de charge P

les pertes de charge singulière qui interviennent lors d’un changement de géométrie de la canalisation.

I - Les pertes de charge régulières

Comme nous l’avons vu, les pertes de charge régulière existent dans toutes les canalisations, elles sont la conséquence de la perturbation du fluide par la paroi. ON sait que la perturbation peut se caractériser par la grandeur sans dimension avec D : le diamètre hydraulique de la canalisation et U la vitesse moyenne de l’écoulement. Donc plus Re est élevé plus le fluide est perturbé et plus les pertes de charge sont importantes.

Les pertes de charge vont donc suivre différent modèle suivant le régime du fluide et la rugosité de la canalisation. Ces deux notions sont introduites dans le calcul des pertes de charges par le coefficient.

On a alors avec l : la longueur du tube,  la masse volumique du fluide.
Remarque : Si la section de la canalisation n’est pas circulaire, on calcul un diamètre hydraulique équivalent.

Détermination de  en fonction du régime et de la rugosité.

A - Pour Re 5000

Il est possible d’utiliser la formule de Colebrook un peu plus complexe qui prend en compte la rugosité de la canalisation. avec  : la rugosité

Remarques :
- Si le tube est lisse :
- Si Re est très élevé le terme devient négligeable donc

On remarque aussi que la formule est implicite (on ne peut exprimer  simplement en fonction des autres